Элементарная реакция является химической реакцией , в которой один или более химических виды реагируют непосредственно с образованием продуктов в одной стадии реакции , и с помощью одного переходного состояния . На практике предполагается, что реакция является элементарной, если промежуточные продукты реакции не были обнаружены или их необходимо постулировать для описания реакции в молекулярном масштабе. [1] Очевидно элементарная реакция на самом деле может быть ступенчатой реакцией , то есть сложной последовательностью химических реакций с промежуточными продуктами реакции с переменным временем жизни.
В мономолекулярной элементарной реакции молекула А диссоциирует или изомеризуется с образованием продуктов (ов)
При постоянной температуре скорость такой реакции пропорциональна концентрации вещества A
![{\ frac {d [{\ mbox {A}}]} {dt}} = - k [{\ mbox {A}}].](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/dd60e0eed0d75c439483d4df73e4dfe1cb25def2)
В бимолекулярной элементарной реакции два атома , молекулы , ионы или радикалы , A и B, взаимодействуют вместе с образованием продукта (ов).
Скорость такой реакции при постоянной температуре пропорциональна произведению концентраций компонентов A и B.
![{\ frac {d [{\ mbox {A}}]} {dt}} = {\ frac {d [{\ mbox {B}}]} {dt}} = - k [{\ mbox {A}} ] [{\ mbox {B}}].](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f53691c918b011c6bcf181176343ca7195d383c9)
Выражение скорости элементарной бимолекулярной реакции иногда называют законом действия масс, поскольку оно было впервые предложено Гульдбергом и Вааге в 1864 году. Примером такого типа реакции является реакция циклоприсоединения . Это скоростное выражение может быть получено из первых принципов, используя теорию столкновений для идеальных газов. Для случая разбавленных жидкостей эквивалентные результаты были получены на основе простых вероятностных аргументов. [2]
Согласно теории столкновений, вероятность того, что три химических соединения одновременно вступят в реакцию друг с другом в термолекулярной элементарной реакции, ничтожно мала. Следовательно, такие термолекулярные реакции обычно называют неэлементарными реакциями и могут быть разбиты на более фундаментальный набор бимолекулярных реакций [3] [4] в соответствии с законом действия масс . Не всегда возможно получить общие схемы реакций, но решения, основанные на уравнениях скорости , часто возможны в терминах стационарного или приближений Михаэлиса-Ментен .
Примечания [ править ]
- ^ IUPAC , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) « Элементарная реакция ». DOI : 10,1351 / goldbook.E02035
- ^ Гиллеспи, Д.Т., Функция диффузионной бимолекулярной склонности, Журнал химической физики 131 , 164109 (2009)
- ^ Кук, GB и Грей, П. и Кнапп, DG и Скотт, SK, Бимолекулярные маршруты в кубическом автокатализом, Журнал физической химии 93 , 2749--2755 (1989)
- ^ Арис, Р., Грей, П., Скотт, С.К., Моделирование кубического автокатализа последовательными бимолекулярными стадиями, Химическая инженерия, 43 ' , 207-211 (1988)
